2022-2023學年新教材高中物理第四章電磁振蕩與電磁波3無線電波的發(fā)射和接收課件新人教版選擇性必修第二冊

第四章電磁振蕩與電磁波3．無線電波的發(fā)射和接收課前預習反饋課內(nèi)互動探究課堂達標檢測目標體系構建核心素養(yǎng)提升目標體系構建【學習目標】1．了解有效發(fā)射電磁波的兩個條件。2．能正確區(qū)分調制、調幅、調頻、調諧、解調等概念，了解它們在電磁波發(fā)射接收過程中的作用。3．了解電視廣播發(fā)射和接收的基本原理?！舅季S脈絡】課前預習反饋

1．要有效地發(fā)射電磁波，振蕩電路必須具有兩個特點：第一，要有________的振蕩頻率，頻率______，發(fā)射電磁波的本領越大。第二，應采用__________，振蕩電路的電場和磁場必須分散到足夠大的空間。2．開放電路：實際的開放電路，線圈的一端用導線與大地相連，這條導線叫作______，線圈的另一端與高高地架在空中的______相連。足夠高知識點1無線電波的發(fā)射越高開放電路地線天線3．調制：在電磁波發(fā)射技術中，使______隨各種信號而改變的技術。4．調制的方法：(1)調幅：使高頻電磁波的______隨信號的強弱而改變；(2)調頻：使高頻電磁波的______隨信號的強弱而改變。載波振幅頻率1．接收原理：電磁波能使______中產(chǎn)生感應電流，所以導體可用來接收電磁波，這個導體就是接收______。2．電諧振：當接收電路的__________跟接收到的電磁波的______相等時，接收電路里產(chǎn)生的振蕩電流最強，這種現(xiàn)象叫作電諧振。3．調諧：使接收電路產(chǎn)生________的過程叫作調諧。4．解調：使聲音或圖像信號從接收到的__________中還原出來，這個過程是調制的逆過程，叫作解調。5．檢波：調幅波的解調。導體知識點2無線電波的接收天線固有頻率頻率電諧振高頻電流(1)電視廣播信號也是一種無線電信號。在現(xiàn)代電視發(fā)射系統(tǒng)中，首先通過攝像機的感光器件將景物的光信號轉變?yōu)開___信號。(2)這種電信號通過線路直接傳輸時失真、損耗嚴重，需要通過______將信號調制成高頻信號再進行傳播。(3)高頻電視信號的傳播方式主要有三種，即地面無線電傳輸、有線網(wǎng)絡傳輸以及__________。(4)在電視接收端，接收到高頻電磁波信號以后，經(jīng)過______處理，就可以將得到的電信號通過顯示設備轉變?yōu)開_____信息。電知識點3電視廣播的發(fā)射和接收載波衛(wèi)星傳輸解調圖像思考辨析『判一判』(1)只要是電磁波信號，都可以直接用LC電路進行發(fā)射。 (

)(2)調節(jié)電容器的電容就可以使接收的信號增強。 (

)(3)電磁波的傳播速度與介質無關。 (

)(4)調制的兩種方法是調諧和調頻 (

)(5)接收天線必須利用導體材料制作。 (

)(6)利用接收天線接收到的信號可以直接還原成聲音或圖像。

(

)×

√

×

×

√

×

『選一選』(多選)一臺最簡單的收音機，除了接收天線和揚聲器外，至少還必須具備下列哪幾個單元電路

(

)A．調諧電路B．調制電路C．振蕩電路D．檢波電路解析：簡單的收音機是電磁波的接收裝置，因此需要調諧電路和檢波電路，則A、D正確，B、C錯誤。AD

『想一想』如圖是手機、無線電話調制示意圖，請簡述其原理。答案：振蕩器產(chǎn)生高頻等幅振蕩信號，話筒產(chǎn)生低頻信號，如圖所示。這兩種信號完成調制后，調制信號又通過L2與L1耦合到開放電路發(fā)射出去。課內(nèi)互動探究探究我們說話的聲音一般只能傳幾十米，最多只有幾百米，而當我們的聲音通過無線電廣播卻可以傳幾千米以外，甚至傳遍全球，為什么？電磁波的發(fā)射情景導入提示：我們說話的聲音是在空氣中傳播的聲波，能量很低，而且在空氣中的損耗很大，傳播不太遠的距離就損耗殆盡了，而無線電廣播中的聲音信號是搭載在高頻電磁波上的，高頻電磁波的能量很高，而且在空氣中損耗很小，因而能傳播很遠的距離。1．發(fā)射電路的兩個特點：①發(fā)射頻率足夠高。②應用開放電路。2．調制：(1)使電磁波隨各種信號而改變的技術叫做調制。要點提煉(2)調制方法：調幅：使高頻電磁波的振幅隨信號的強弱而改變。調頻：使高頻電磁波的頻率隨信號的強弱而改變。3．無線電波的發(fā)射由振蕩器(常用LC振蕩電路)產(chǎn)生高頻振蕩電流，用調制器將需傳送的電信號調制到振蕩電流上，再耦合到一個開放電路中激發(fā)出無線電波，向四周發(fā)射出去。

實際發(fā)射無線電波的過程如圖所示。高頻振蕩器產(chǎn)生高頻等幅振蕩如圖甲所示，人對著話筒說話時產(chǎn)生低頻信號如圖乙所示。根據(jù)以上圖像，發(fā)射出去的電磁波圖像應是選項中哪一個 (

)典例1典例剖析B

思路引導：載波不能傳遞信號，低頻信號也不能自己單獨發(fā)射出去，必須進行調制，將載波與信號加在一起才能發(fā)射出去傳送信息。解析：振蕩器產(chǎn)生高頻等幅振蕩，話筒結構是里邊有碳膜電阻，它的阻值隨壓力變化而變化。當我們對著它說話時，空氣對它的壓力隨著聲音而變化，那么它的電阻也就隨聲音信號而變化，振蕩電流的振幅也就隨著聲音信號而變化，這就是調制。它不但影響了正半周，也影響了負半周，故選B。1．(多選)要提高LC振蕩電路輻射電磁波的本領，應該采取的措施是

(

)A．增大電容器極板間距B．使振蕩電容器的正對面積足夠大C．盡可能使電場和磁場向外部空間分散開D．增加回路中的電容和電感對點訓練AC

探究在一些村莊中，我們經(jīng)?？匆姺胖糜谖蓓斏细鞣N形狀的天線，它的作用是什么呢？應該如何從眾多信號中選出我們所需要的信號呢？電磁波的接收情景導入提示：天線用以接收空中的電磁波；通過調諧電路選出我們所需要的信號。1．接收方式用天線和地線組成的接收電路來接收電磁波。2．通過電諧振來選臺：(1)電諧振：當接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強的現(xiàn)象，類似于機械振動中的共振。(2)調諧：使接收電路發(fā)生電諧振的過程。(3)通過解調獲取信號。解調：把聲音或圖像等信號從高頻振蕩電流中還原出來的過程。檢波：調幅波的解調稱為檢波。要點提煉3．無線電波的接收天線接收到的所有的電磁波，經(jīng)調諧選擇出所需要的電磁波，再經(jīng)解調取出攜帶的信號，放大后再還原成聲音或圖像的過程。4．接收電路示意圖

(多選)關于無線電波的接收，下列說法中正確的是(

)A．當接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波頻率相同時，該電磁波在接收電路中激起的感應電流最大B．使接收電路中產(chǎn)生電諧振的過程叫做調諧C．收音機的接收電路是LC振蕩回路D．從接收到的高頻率振蕩中“檢”出所攜帶的信號，叫做調諧典例2典例剖析ABC

思路引導：要理解調制、調諧、檢波等概念，并能清楚地區(qū)分它們。解析：接收電路與電磁波發(fā)生電諧振時，即接收電路的固有頻率等于電磁波的頻率時，電路中激起的感應電流最大，選項A正確；根據(jù)調諧概念可知，選項B正確，D錯誤；收音機的接收電路是LC回路，選項C正確。2．(多選)圖中(a)為一個調諧接收電路，圖(b)、圖(c)、圖(d)為電路中的電流隨時間變化的圖像，則

(

)A．i1是L1中的電流圖像B．i1是L2中的電流圖像C．i2是L2中的電流圖像D．i3是流過耳機的電流圖像對點訓練ACD

解析：(b)圖是L1中的圖像，L2中由于電磁感應，產(chǎn)生的感應電動勢的圖像同(a)圖相似，但是由于L2和二極管D串聯(lián)，所以當L2的電壓與二極管D反向時，電路不通，所以L2中的電流圖像應是(c)圖。高頻部分通過C2，通過耳機的電流如同(d)圖中的i3，只有低頻的音頻電流，故選項A、C、D正確。核心素養(yǎng)提升1．無線電波的發(fā)射和接收過程2．電磁波的傳播特點

傳播形式適合的波段特點地波沿地球表面空間傳播長波、中波、中短波衍射能力較強天波靠大氣電離層的反射傳播中短波、短波反射能力較強空間波沿直線傳播短波、超短波、微波穿透能力較強

(多選)關于電磁波的傳播，下列敘述正確的是 (

)A．電磁波頻率越高，越宜用地波傳播B．電磁波頻率越高，越易沿直線傳播C．短波最適宜以天波形式傳播D．電磁波在各種介質中傳播時波長恒定BC

案例解析：由υ＝λf可知，電磁波頻率越高，波長越短，衍射能力越差，不宜用地波傳播，頻率高的電磁波跟光的傳播相似，沿直線傳播，故選項B正確，選項A錯誤；電離層對短波吸收少反射多，故適宜以天波形式傳播，選項C正確；電磁波在不同介質中傳播時，由υ＝λf，可判斷出波長改變，選項D錯誤。課堂達標檢測1．(2021·山東省安丘一中高二下學期月考)如圖所示為電視接收過程示意圖，其工作過程順序正確的是 (

)A．解調——放大——調諧——顯示B．調諧——放大——解調——顯示C．調諧——解調——放大——顯示D．放大——調諧——解調——顯示C

解析：電磁波的接收過程是調諧——解調——放大——顯示，故C正確。2.(2020·北京市海淀區(qū)師達中學高考模擬)右圖為手機信號屏蔽器。手機信號屏蔽器主要針對各類考場、加油站、軍事重地等禁止使用手機的場所。手機工作時，是在一定頻率范圍內(nèi)，手機和基站通過無線電波聯(lián)系起來，完成數(shù)據(jù)和聲音的傳輸。針對這種通訊原理，手機信號屏蔽器在工作過程中以一定的速度從手機通信所使用的頻率的底端向高端掃描，在掃描過程中向手機發(fā)送一定頻率的電磁波信號，使手機不能與基站建立正常的聯(lián)系，從而對手機形成干擾。對于手機信號屏蔽器的工作過程，下列說法中正確的是 (

)A．手機信號屏蔽器是利用靜電屏蔽的原理來工作的B．手機信號屏蔽器是利用電磁感應的原理來工作的C．手機信號屏蔽器工作時能阻止基站發(fā)出的電磁波傳播到限制場所內(nèi)D．手機信號屏蔽器是通過發(fā)射電磁波干擾手機工作來達到目的答案：D解析：手機信號屏蔽器是利用屏蔽器發(fā)出的信號去干擾手機從基站傳過來的信號，從而起到屏蔽作用。因此手機信號屏蔽器是通過發(fā)射電磁波干擾手機工作來達到目的。故A、B、C錯誤，D正確。3．(2021·安徽省安慶市桐城市高三模擬)隨著科技的不斷發(fā)展，無線充電已經(jīng)進入人們的視線。小到手表、手機，大到電腦、電動汽車的充電，都已經(jīng)實現(xiàn)了從理論研發(fā)到實際應用的轉化。下圖給出了某品牌的無線充電手機的原理圖。關于無線充電，下列說法正確的是 (

)C

A．無線充電時的工作原理是無線電波的發(fā)射與接收B．只有將充電底座接到直流電源上才能對手機進行充電C．接收線圈中交變電流的頻率與發(fā)射線圈中交變電流的頻率相同D．只要有無線充電底座，所有手機都可以進行無線充電解析：無線充電的原理，其實就是電磁感應現(xiàn)象，故A錯誤；發(fā)生電磁感應的條件是磁通量要發(fā)生變化，直流電無法產(chǎn)生變化的磁場，故不能接到直流電源上，故B錯誤；發(fā)生電磁感應時，兩個線圈中的交變電流的頻率是相同的，故C正確；只有無線充電底座，手機內(nèi)部沒有能實現(xiàn)無線充電的接收線圈等裝置，也不能進行無線充電，D錯誤。4．(2020·北京市昌平區(qū)高二下學期期末)北京時間2019